【結晶と物質の性質】面心立方格子・六方最密構造の配位数について

面心立方格子・六方最密構造の配位数について

面心立方格子・六方最密構造の配位数は,なぜ二個つなげて考えるのですか。

進研ゼミからの回答!

こんにちは。いただいた質問に回答いたします。

【質問の確認】

面心立方格子面心立方格子

六方最密構造六方最密構造

面心立方格子・六方最密構造の配位数を考えるときに,なぜ単位格子を2個つなげて考えるのか,というご質問ですね。これについて詳しくみていきましょう。

【解説】

配位数はある粒子に注目して,最も近くにある原子の数を数えたものです。

体心立方格子の場合,中心の原子に注目すると頂点の原子が最も近くにある原子です。そこで,単位格子の図から配位数は8とわかります。最も近くにある原子はすべて単位格子中の原子です。1個の単位格子をかけばすべて図に表すことができるのです。

 

これに対して,面心立方格子では面の中心の原子から数えます。その際,2個の格子をつなげて次の図のように数えます。
最も近くにある原子は12個ですが,左側の単位格子だけで考えると点線で囲んだ4個は表せません。格子を2個つなげるのは1つの格子だけでは最も近くにあるすべての原子を数えることができないからです。

六方最密構造でも同様です。上に同じ六角柱をおいて2個つなげると,面の中心にある●の最も近くにある原子を残らず確実に数えることができます。下の六角柱だけでは9つしか含まれていないので,上の六角柱の3つを数え残すことになってしまいますね。

配位数を数えるときに2個つなげているのは,面心立方格子・六方最密構造の場合は,1個だけで考えると条件にあうすべての原子を数えることができないからなのです。

【アドバイス】

結晶構造では単位格子を基準に考えますが,実際の結晶では単位格子がいくつもつながっているので,1つの格子だけでなく今回のように2個つなげて考えることもあります。
上の図を参考に配位数をイメージしてくださいね。

それでは,これからも『進研ゼミ高校講座』を使って化学の学習をすすめていってください。

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